技術科普

線材有沒有方向性?

線材有沒有方向性?

*聲明:本文僅對於我司平衡式音頻線纜做解釋,
不包含我司其他非平衡式線纜與音箱線與其他廠家的任何線纜。

線材有沒有方向性?
這個問題有人嗤之以鼻,
有人說他用耳朵聽過真的有!
而音響發燒圈子當中,許多有些朋友都用”RUN IN”煲線來解釋這個問題。

但是我們想從材料物理方向來解釋線材方向性:
線纜的製造當中有一個非常重要的環節,
稱為”伸銅”、”伸線”,英文稱為wire drawing。
這個工藝是將銅棒慢慢地推進一個眼模然後拉成絲,
在這個過程當中,銅絲會因為製造方向的關係成為一個又一個的連續,
這個連續V很微小,一般無法察覺。
如果用顯微鏡看會像這樣:





這些連續的<<<<<<
意味著路徑上有著無數的”坎” ,
這個坎在電流流動時是否會造成阻力呢?
上圖上藍色的電流方向 ,
類似一個漏斗匯入阻力較小,
上圖下紅色的電流方向在突出部位,
遇到不連續而會有損失產生。



就像手工鋸子,某個方向是吃力的某個方向是順向的。
這是我們的推測,
我們想用工藝X數值來解釋這種說法。

關於RUN 線:
我們要跟各位報告:下面的測試報告當中並沒有是先針對線纜”RUN過”,
但是頭尾顛倒之後表示的狀態是一致的。
因此對於”RUN IN”煲線理論持保留態度,
認為利用工藝、工序的角度來解釋方向性會更科學。

我們整理我們的觀察如下:



結論
數據解讀:
1. 每一線種每一樣本均表現特定方向頻率響應優於另一方向
2. 短線樣當中兩種線纜樣本都存在:某一條傳輸線纜無論公母頭均優於另一條的狀況
3. 長距離樣本當中每一品種的公母方向性表現一致
4. 長距離樣本累積較大的差距使得單條線纜的短距離特定優勢消失
5. 3m的線纜樣本不同線纜間,商標接頭方向相同時信號差距極微僅為0.00011~0.00014 0.00006~0.00027
6. 短距離特定線纜有較佳表現的原因目前尚未開展討論
7. 信號差距的最小值被距離加長而明顯放大
關於方向性標示解讀
8. 我們透過商標做為特定方向的檢視 :透過加工工序分析伸銅產生不連續面的走向
9. 伸銅產生不連續面+加工工序>造成方向性的推論 ,與商標標示位置在實驗當中取得的樣本有33%不符合
10. 每一線種每一樣本均表現特定方向頻率響應優於另一方向確實存在
11. 加工工序在量產品上目前存在不可追溯性 ,額外工序可能導致推論失效
12. 方向性可以透過檢測來確定,加工工序上可能存在著必要/不必要的額外工序導致商標與連接器的最優化方向相反

如果您有興趣,請往下觀看我們的實驗。
我們在去年與今年在我們工廠做了兩次實驗,
透過對數據地分析試圖找出科學根據。

我們如何檢視?
我們觀察的是RMS 頻率響應部分 將所有數據進行平均 ,
對比同一線纜製作接頭方向的差別,
也同時觀察兩個樣本之間的落差,
同時監看所有數據當中有沒有例外的,
同時也量測THD+N 與失真產物指標,
THD+N 失真產物的表現就顯得多樣,
而且S/N 比有96dB,失真產物平均低至-125dBu 因此暫時不予討論。

實驗第一次:2018年10月
樣本:3070100190 3M*2條



準備兩條長度為3M這兩條在製作時以商標為識別方向:
先製作成:一條商標為公、另一頭為母;另一條商標為母、另一頭為公。
在第一次測試之後兩條都進行解焊 ,更改方向 再重測一遍,
透過這樣的操作,避免每一條之間可能存在的差異。

我們使用0dBu平衡式信號 利用APX515 CH1做發送接收來觀察



樣本:3070100176(無輻照) 3M*2條





在這兩個實驗之後,給了我們很大的信心。
我們開始試著解讀並推敲可能的原因,
因為四個數據已經證明了在某個方向性會有較好的表現,
透過量測可以找到一個方向是衰減較微弱。

可是為什麼兩條線會出現LOGO方向不同呢?
我們從製造工序來推估:
3070100190的裸銅絲入廠之後 ,
最保守會經過這幾個工序,
銅絲會在這幾個過程中倒來倒去。













這當中有可能出現甚麼問題呢?
我們跟製造部門討論的可能性如下:
1. 製造時對於銅絲分裝可能造成方向相反
2. 輻照時需要鐵軸而上退扭機需要盤到塑料軸上
3. 小批量打樣時分裝
4. 印字輪安裝方向相反
5. 其他工序分裝換軸

從第一次實驗之後我們對於這個議題很有興趣 ,
當然也有些同事覺得數據量體不夠,不能妄下定論。
因此第二次實驗,我們試著把量體放大、種類增加,
試著把數遽增大,以增強可信度。

第二次實驗:2019年5月
樣本:3070100188 100m兩卷打空軸



準備兩條長度為100M,這兩條在製作時 ,商標為識別方向:
先製作成兩條商標方向均為母,
在第一次測試之後兩條都進行解焊更改方向,
製作成兩條商標方向均為公再重測一遍 ,
後來更改的方向標示為”後”(考慮解焊可能造成的特性阻抗變化問題),
透過長度100M試探與放大衰減量。











結語:
很高興我們沒有因為是”HI-END”近乎玄學的觀點,
就全盤否定線纜方向性的觀點。
透過12組線纜AP量測數據可以證明真的有些微的差別,
或許有些人的人耳就是具有這麼強的分辨能力。

線纜廠家以後在印字上,
可以考慮針對方向性做出<<<< A B >>>>這樣的標示,
然後透過下線後的量測告訴客戶最佳的應用方向。

*這個實驗集中在平衡式線纜,並且我司銅絲均使用OFC無氧銅或無氧銅鍍錫銅絲。
相關的特性並不見得適用於其他廠家導體質量不明確的產品或是非平衡線纜

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